应用层次分析法选取微电网商业化的运营模式

(国网河南省电力公司电力科学研究院1，河南 郑州 550002；国网河南省电力公司经济技术研究院2，河南 郑州 450052；河海大学能源与电气学院3，江苏 南京 210098)

0 引言

在国际能源危机和气候变化的双重背景下，以可再生能源为重要组成部分的新能源技术及产业，在解决双重危机的过程中扮演着不可替代的重要角色[1-3]。微电网作为大电网的有效补充，是可再生能源的有效利用形式。但参与投资建设、运行管理的主体多种多样，各参与主体具有不同的利益诉求，使现有大电网的商业化运营模式并不能够满足微电网的商业化运营的需要。因此，建立一套高效的微电网商业化运营模式，对微电网的可持续性发展具有重要的意义。

本文从中国微电网的发展现状出发，将微电网分为三种经济运营模式，并提出应用层次分析法(analytic hierachy process,AHP)对各商业化运营模式进行评价，为不同的场景选取合适的运营模式，从而为将来微电网实现经济运营提供参考依据。

1 微电网商业化运营模式的构建

1.1 电网的投建主体划分

① 政府所属国资运营公司

政府所属国资运营公司主要是各级地方政府的资本运作平台。这类公司主要经营活动接受政府授权。作为政府产权投资主体，以国有资产投资、控股、参股和产权出让等为手段，从事资产运营、监督和管理，促进国有资产保值增值，例如国有的电网公司[3-4]。其不以最大化商业利益为目标，而是追求项目对新兴能源产业的引领意义、带动作用和示范效果及其他政策效应；具有投资额度大、资本到位及时、有政府信用担保等特征。这类公司具有统筹协调电源与电网间的利益冲突的能力，但经济效益不够显著。

② 产业链中利益相关者

产业链中利益相关者主要包括传统能源产业及新兴能源产业链条上各个环节中的参与者。参与者可以是火电、水电、核电和电网企业，也可以是风电、光伏、生物质能等新能源产业链上的具备相应资质的各类参与者，如光伏电池组件生产者。这类投建者主要追求合理的社会平均利润水平，通过微电网的建设过程，整合自身的各类资源；或通过完成可再生能源配额任务来加强自身主业建设，或增强自身在产业链中的垂直一体化垄断优势。通常其资本基本有保障，能够实现一定的经济利益，具备项目实施的技术优势和资源整合优势，对产业发展有较为明确的思路。这类投资者具备向产业主管部门的游说能力，但不易协调产业链上不同环节之间的利益关系。

③ 资本市场投资者

这一类投建主体主要包括在资本市场中从事相关产业投资的投资者，包括上市公司、私募股权投资、风险投资、信托基金、产业投资基金等。其投资目的主要是追求资本市场的超额利润。对上市公司而言，在以新兴能源产业(新能源、智能电网)作为公司经营战略目标的同时，更加注重项目的融资性特征和股价的溢价收益。对于私募股权投资、风险投资等而言，侧重于在项目运作的退出机制和环节中获取超额利润。这类投资者追求利润的最大化，且需要协调不同投资人的利益，但受产业发展及政策环境等影响较大，投资具有较大风险性[4]。

1.2 微电网商业化运营模式

综合分析具备潜在意愿的微电网参与者，可以初步划分出以下几种商业投资类型，即电网建设主导模式、投资者模式以及用户自建模式。

① 电网企业的主导模式

黑河 ，古称“弱水”，是中国第二大内陆河。黑河流经青海、甘肃、内蒙三个省区，滋润着沿岸的土地，造就了绿洲文明，被誉为“河西走廊的母亲河”。黑河汇聚了冰川雪水

在我国目前电力体制改革的背景下，虽然发电侧竞争已经基本实现，但电网建设的垄断性特征仍然没有改变。电网企业在微电网的建设和运营过程中具备得天独厚的优势。在电网主导模式下，微电网所有权及经营权同时归属电网企业。

② 投资者主导模式

微电网投资者主导模式是指特定投资者对分布式可再生能源发电项目及微电网建设进行投资经营的项目模式。与电网主导模式相比，投资者模式对投资人没有特殊的限制，因此投资者可以是机构投资者、主要从事分布式能源项目的股权投资者、能源产业链上的利益相关者甚至是自然人等。投资者依据出资享有对微电网的所有权、经营权和收益权。

③ 用户主导模式

用户主导模式下，微电网建设主要满足用户侧电力需求。微电网的负荷集中于用户侧，其发电也主要由网内用户直接消纳。这一模式主要是为了满足较为特殊的用户需求，投资经营可由微电网实际使用者来完成。用户根据自身电力消费需求的实际情况来进行成本核算。微电网并网及余电上网不一定是用户侧主要追求的目标。

2 商业化运营模式的选取

2.1 层次分析法

层次分析法(AHP)是美国运筹学家、匹兹堡大学教授T. L. Saaty于20世纪70年代初期提出的。层次分析法(AHP)是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化。根据对一定客观现实的主观判断，将专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将每一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后，利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序[5-10]。

本文将应用层次分析法对三种微电网商业化运营模式进行分析比较，为未来微电网的规划与建设提供一定的参考依据。

2.2 应用AHP选取运营模式

设置两个场景，分别是：①“金太阳”工程面对的用户主要是河南某专科学校，即针对的是小用户；②“金太阳”工程所面对的用户为大用户。

各场景结合待选微电网商业化运营模式的具体情况构造出各层次判断矩阵，并分别给出各层次排序权值计算和一致性检验。

2.2.1 建立评价对象的层次结构

通过对微电网商业化运营模式的影响因素的研究，应用AHP的层次分析原理，并经反复论证，对目标进行逐层分解,使同层次的元素含义互不交叉，相邻上、下层元素之间为递推隶属关系。层次结构分析图如图1所示。图1中，C1～C10为影响因素。

图1 层次结构分析图

目标层为选取最优的微电网商业化运营模式。准则层为评价运营模式优劣的准则，包括社会因素、技术因素、运行经济因素等。指标层即对微电网商业化运营模式具体考虑的指标，考虑影响因素为10个。方案层即三种待选的微电网商业化运营模式，方案1(D1)为电网企业主导型模式，方案2(D2)为投资者主导型模式，方案3(D3)为用户主导型模式。

由于微电网的发展是一个长期的过程，其商业化运营模式的研究也随着微电网的发展适用于不同的时期,因此，对微电网商业化运营模式具体考虑的10个指标因素的权值分析也变得相对复杂。本文将应用层次分析法，通过计算分析来确定其优劣。

2.2.2 构造各层判断矩阵

根据目标层指标P，经两两比较，确定出准则层B中各因素的相对重要程度。一般采用1～9及其倒数的标度方法。相对重要的比值作为P-B层次判断矩阵中的元素，即构成P-B层次判断矩阵。同理,对比某一层次的上一层次的某个因素与本层次各因素相对重要程度，构造出各层次的判断矩阵。

2.2.3 运营模式排序

① 场景一:假设“金太阳”工程面对的用户主要是河南某专科学校，即针对的是小用户。

通过对P-B层判断矩阵排序权值计算和一致性检验及B-C层判断矩阵排序权值计算和一致性检验，可得到C层总排序和一致性检验及总排序值，结果如表1所示。表1中，P为总排序值。

由表1可看出，三个方案的权值排序为：PD1>PD2>PD3。即通过层次分析法，对于场景一的三种微电网商业化运营模式的选择中，方案1为最佳运营模式，即电网主导型模式为最优运营模式方案。经验证符合实际情况。

表1 场景一总排序值

② 场景二：假设“金太阳”工程所面对的用户为大用户。方法与场景一相同，但影响因素C4～C10的值与场景一不同。

通过对P-B层判断矩阵排序权值计算和一致性检验及B-C层判断矩阵排序权值计算和一致性检验，可得到C层总排序和一致性检验及总排序值，结果如表2所示。

由表2可看出，三个方案的总排序值为：PD2>PD1>PD3。即通过层次分析法，对于场景二的三种微电网商业化运营模式的选择中，方案2为最佳运营模式，即投资人主导型模式为最优运营模式方案。经验证符合实际情况。

表2 场景二总排序值

3 结束语

根据投建主体的不同，构建了三种不同的微电网运营模式，并提出了应用层次分析法进行微电网商业化运营模式的科学选取。通过对河南某专科学校的“金太阳”工程的案例分析，表明了该方法的有效性，为未来准备实现商业化运营模式的选取提供参考依据。但由于数据是通过各种统计资料收集到的，存在处理精度不高的问题，对定量评价微电网的商业化运营模式有一定影响。

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